Газопюршневые электростанции - реальная энергоэффективность

Конкуренция на внутреннем и внешнем рынках, заставляет предприятия искать пути снижения издержек производства Как говорится, сэкономил - значит заработал Одной из самых больший статей расхода для большинства предприятий является энергетика (электроэнергия, пар, горячее водоснабжение). Мы выпускаем газовые электростанции, которые позволяют в РАЗЫ сократить эти затраты.

Для примера можно привести следующий расчет: при использовании газопоршневой электростанции «Синтур-НТ», из одного кубометра газа вырабатывается три кВт/ч. электроэнергии, т.е. при цене газа 3 руб. за кубометр, стоимость кВт ч составит приблизительно один рубль_: и это без учета тепла, которого вырабатывается в полтора раза больше

При среднем потреблении из сети 100 кВт/ч, за месяц платежи составят 324 тыс рублей при тарифе 4.50 за кВт, а при использовании газовой электростанции «Синтур-НТ» затраты будут 72 тыс. рублей. Как говориться, «почувствуйте разницу», 324 и 72 тысячи! А если потребление больше, и намного? Тогда получаются совсем «страшные» цифры.

Поэтому газопоршневыеэлектростанции с утилизацией тепла рубашки охлаждения двигателя и выхлопных газов (когенераторы) мощностью 30-1500 кВт. - один из самых эффективных инструментов грамотного, экономически выгодного использования природного газа.

Здесь отметим лишь только следующие факты: экономический эффект от сжигания 1 кубометра газа в электростанции в 3-4 раза выше чем в самой современной котельной Срок окупаемости оборудование и строймонтажа от 8 до 14 месяцев, в зависимости от местных цен на энергоносители.

Немного истории. С укреплением рыночных отношений в России, появился интерес и к газопоршневым электростанциям

Первые зарубежные установки поступили в начале 90-х годов. Опыт их эксплуатации был невелик. Из-за высокой стоимости, длительного срока окупаемости, жестких требований к условиям эксплуатации широкого распространения они не получили. Первые отечественные газопоршневые электростанции  предложил "Барнаултрансмаш" на базе своего двигателя Д-12. однако, сравнительно малый ресурс двигатепя (опыт эксплуатации на транспорте), низкая степень автоматизации и неспособность этих станций работать синхронно с внешней сетью не позволили им получить признания на рынке. Еще целый ряд предприятий, в том числе Свердловский "Турбомоторный завод", предлагают газопоршневые станции, решающие в основном задачи автономного, либо резервного питания, и по нашим сведениям, спросом они пока не пользуются, и опыта длительной эксплуатации нет

Авторемонтный завод "Синтур-НТ¹ вышел на рынок газопоршневых электростанций в 2002 году, имея двухлетний опыт эксплуатации миниэлектростанций на собственном предприятии.

После анализа надежности отечественных дизельных двигателей средней мощности на природный газ был переведены самые надежные, с точки зрения авторемонтников и автомобилистов, ярославские дизели - ЯМЗ-238, 240, которые успешно эксплуатируются на всех видах транспорта и спецтехники, мощности которых хватает для работы со 100, 200-киловатты ми синхронными генераторами Разработанная коллективом завода микропроцессорная система зажигания, обеспечивает надежную и длительную работу двигателя и эффективное сжигание газа.

Шкаф управления на базе микропроцессорной техники обеспечивает надежную и безопасную синхронизацию с внешней сетью, работу аварийных защит.

Все сообщения об аварии (превышение температуры охлаждающей жидкости, падение давления масла в системе смазки, пониженный уровень масла, повышенный уровень масла, обороты выше нормы, обороты ниже нормы, пропадание основной сети, пожар, утечки по газу, проникновение постороннего лица в помещение) передаются персоналу по системе сотовой связи (если заказано дополнительное оборудование). Все параметры станций регистрируются на персональном компьютере с интервалом 20 секунд и могут быть доступны через интернет с любой точки земного шара, где есть интернет. Через интернет-соединение диспетчер может запросить и изменить параметры станции, остановить станцию, запустить станцию, просмотреть любой параметр.

Станции «Синтур» стали первыми российскими газопоршневыми электростанциями, находя­щимися в непрерывной промышленной эксп­луатации длительный период, что дало ценный опыт оценки надежности отдельных элементов и станции в целом.

Жизнь не стоит на месте, и «почивать на лаврах» дело бесперспективное, поэтому наше предприятие продолжает развиваться. Только расширением модельного ряда станций, освоением новых видов и повышением качества продукции, модернизации микропроцессорной системы управления, можно удовлетворить покупателя.

Разработаны и серийно производятся электростанции на двигателях ЯМЗ 8424, мощностью 250 кВт/ч. и ТМЗ 8401, 315 кВт/ч, Тутаевского моторного завода, двигателя, на котором наши «Камазы» несколько лет подряд выигрывают международные ралли.

Особенный вид продукции, это Блочно-Кон- тейнерный Газопоршневой Электро -Агрегат - БКГПЭА различной мощности. Это готовое из­делие, созданное для максимально быстрого ввода в эксплуатацию, простоты монтажа и подключения на объекте.

Газовые электростанции позволяют это осуще­ствить, т.к. более 10 лет изготовитель обеспе­чивает себя собственной электроэнергией.

Блочно-контейнерные станции представляют собой готовое изделие пригодное к применению с минимальными затратами на проектирование внешних магистралей и их подключение.

Для того чтобы установить отдельную газовую электростанцию на объекте необходимо выполнить проект. Проект обычно выполняют проектные организации, которые не имеют опыта работы с газопоршневыми электростанциями, так как это оборудование только начинает широко применяться. Данное утверждение относится и к крупным проектным организациям и к мелким, разница только в цене. Большая проектная организация имеет больше аппарат управления, который надо содержать, в большой организации легче незаметно имитировать работу и многие сотрудники могут этим пользоваться, поэтому и цены соответственно высокие.

Бл оч но-контейнерные газопорш невые электроагрегаты суммарной мощностью 100­1500кВт (БКГПЭА 100-1500) имеют разрешение на применение федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору различной мощности (50-2000кВт), после небольшого срока эксплуатации и прошедшие предпродажную подготовку, имеющие нашу систему управления и отечественные датчики.

На станции распространяется гарантия до 16 месяцев и при необходимости поставляются расходные материалы. Стоимость станций в пределах 300-450EUR за кВт установленной мощности. Для сравнения новые станции стоят 700-1000EUR за кВт. Стоимость оборудования меньше чем плата за подключение к электрическим сетям в некоторых регионах. Разница между импортными двигателями и отечественными примерно такая же, как между новым автомобилем ВАЗ и поддержанной иномаркой.

Наши автомобили внешне такие же, но надо все протянуть, промазать, комфорт не тот, безопасность тоже. Летаем же мы на самолетах Second Hand и не интересуемся, сколько ему лет, где летал.

В общем, суть такова, что на иномарках детали сделаны точнее, уплотнения лучше (наши резина, такая же как на наших шинах), материалы (сталь, алюминий) соответствуют требованиям. Клапан так клапан, поршень так поршень, кольца так кольца. Двигатели, как и у нас, конструктивно не меняются десятилетия, единственно меняются требования к выбросам и совершенствуется система питания и выхлопа.

Какие станции надо использовать?

Выбор мощности станции для предприятия интересный вопрос. Во-первых, к миниэлектростанциям можно отнести и станции I квт и станции 20Мвт. Все станции важны и все станции нужны.

Если объект имеет большую единичную мощность и равномерную нагрузку в течение суток (непрерывный технологический процесс), то реально использовать блок мощных электростанций, при этом объект уже имеет разветвленную и мощную систему электропитания и практически не требуется реконструкция электрических сетей. Пример этому Нижнетагильский металлургический комбинат, установивший три блока по 20Мвт, при общем потреблении более ЮОМвт. На таких объектах вопрос использования тепла вторичен и тепло используется далеко не полностью особенно летом.

Другое дело населенный пункт. Сети обычно старые, перегруженные и просто не могут пропустить нужное количество электроэнергии из энергосистемы. Энерговооруженность населения растет, растут и нагрузки на сеть особенно в весенний и осенний периоды, а также в холодные периоды. На юге лето является самым рабочим периодом, так существенную нагрузку дают системы кондиционирования и холодильные агрегаты. Чем здесь может помочь мощная станция? Практически ни чем. Установка же небольших станций на газифицированных объектах (котельные, промышленные предприятия) позволяет разгрузить сети, использовать тепло для отопления, для горячего водоснабжения или технологических нужд.

МЭС Deutz TBG 441 1500 кВт

При этом электрические сети практически ничего не теряют, так как уходят от

перегрузок, аварии и потерь, а если появляются внутри сетевые излишки энергии, то они позволяют развиваться бизнесу и быстро находятся потребители.

В коттедже достаточно иметь станцию 10­15квт. Чем меньше этажность поселения, тем дороже обходится энергоснабжение. К одному из преимуществ, крупных станций относится низкий удельный вес эксплуатационных затрат на 1квт. электроэнергии

Для конкурентоспособности станции малой мощности они должны быть:

во-первых, высоко автоматизированы и не иметь постоянного обслуживающего персонала, а обслуживание, контроль и управления режимами должны быть централизованны (сотовая система);

во-вторых, максимально ремонтируемы на месте без привлечения завода изготовителя или специализированной организации и использовать расходные материалы и запчасти, имеющиеся в свободной продаже,

в третьих, позволять автоматически вводить станцию в работу, выводить увеличивать и снижать нагрузку дистанционно.

Последнее, что важно отметить, часто пытаются  решить проблему электроснабжения кардинально, полностью отказаться от электросети. Чего делать категорически не надо_: так это отказываться от энергосистемы.

Не надо также ставить задачу снизить затраты на электроэнергию из системы до нуля, не надо выбирать мощность электростанции из мощности установленного оборудования.

Самая эффективная работа и быстрая окупаемость станции - это круглосуточная работа. Иногда, лучше разнести работу энергоемкого оборудования равномерно по суткам организационно техническими мероприятиями, сдвигом рабочего графика, переносом рабочих дней на выходные, разогревом оборудования до начала рабочего дня и т.д.

Режим работы станции. Автономный или параллельный с сетью?

Для тех, кто плохо отличает розетку от лампочки, немного разъясним разницу между этими режимами. Автономный режим это работа  объекта только отмини эл ветростанции.

Параллельно с сетью это работа и с сетью и от станции одновременно. Миниэлектростанция работает параллельно с сетью и вносит свой посильный вклад в энергоснабжение объекта. Остальное количество электроэнергии, если его не хватает, берется из сети (энергосистемы). С точки зрения потребителя второй режим наиболее выгоден.

Большую часть электроэнергии он закрывает собственной электростанцией, при существенно ниже затратах и при этом всегда может рассчитывать на возможность получить недостающее количество электроэнергии из сети, чаще всего кратковременно. Понятно, что такой режим абсолютно не выгоден электроснабжающей организации.

Поэтому электроснабжающая организация всячески препятствует такому режиму работы. Поскольку законного способа запретить нет, то электроснабжающая организация при выдаче технических условий на подключение выставляет такие требования, выполнение которых, приводит к существенному удорожанию проекта и делает такой режим экономически не целеcообразным.

Цитируем пункты из технических условий.

2.  Обеспечить прямую диспетчерскую связь с диспетчером Нижнетагильских электрических сетей, а также каналы для передачи информации телемеханики и АСКУЭ.

3.  Обеспечить круглосуточное дежурство персонала, обслуживающего МЭС-ЮН

До присоединения МЭС-100 к сетям энергосистемы необходимо: 1 Получить заключение территориального управления Свердлвэнергонадзор о допуске установки в эксплуатацию.

2. Разработать и согласовать с Нижнетагильскими электрическими сетями и ОП Свердловскэнергосбыт

Свердловэнерго инструкцию, определяющую режим работы электростанции и порядок взаимоотношений сторон

Такая постановка вопроса была бы справедлива, если бы речь шло о продаже излишков электроэнергии электроснабжающей организации.

Разумеется, в часы пик энергии, как правило, не хватает, а в ночной период ее избыток. И все вопросы с передачей (продажей) электроэнергии в сеть должны быть согласованы. Но_: если электроэнергия потребляется полностью самим

предприятием и ее далеко недостаточно, чтобы покрыть свои потребности, то зачем весь этот огород. Так можно дойти до абсурда и требовать разрешения диспетчера на включение и отключение оборудования мощность более I ООквт Ведь суть та же самая Включил оборудование взял электроэнергию. Выключил, отказался от потребления. А это ведь сказывается на работе энергосистемы.

В связи с разделением РАО ЕС на отдельные самостоятельные организации по профилю деятельности, сетевые компании, занимающиеся только передачей электроэнергии до потребителя, уже сегодня проявляют активный интерес к нашему оборудованию.

Реконструкция линий электропередач очень дорогое занятие, а разгрузка линий передач, путем установки на конечных точках миниэлектростанций приносит существенную экономию и практически сразу. Снижаются потери в линии, поднимается качество электроснабжения потребителя, автоматика станций может дополнительно информировать о состоянии и качестве электроснабжения, появляется возможность резервного питания ответственных объектов и главное, низкая себестоимость дополнительной энергии. Рационально в составе электроснабжающих организаций иметь структурные подразделения, совмещающие функции ремонта линий, подстанций и обслуживание электростанций. Не надо забывать и составляющую попутного тепла как дополнительный источник доходов. Да, в этом случае необходимо наличие природного газа, но это вопрос решаемый. В небольших населенных пунктах электро-, тепло-, водоснабжение должно быть сведено в единое предприятие.

Сферы применения

Максимальный эффект применения когенераторов достигается на следующих объектах:

Собственные нужды котельных (от 50 до 2000 кВт). При реконструкции котельных, а также при новом строительстве источников тепловой энергии крайне важным является надежность электроснабжения собственных нужд теплоисточника.

Применение газового когенератора оправдана здесь тем, что он является надежным независимым источником электроэнергии, а сброс тепловой энергии когенератора обеспечен в нагрузку теплоисточника.

Животноводческие комплексы и прицефабрики (от 100 кВт и выше). Как правило, нуждаются в постоянном потреблении электроэнергии и тепла. Использование когенератора, приводит к существенному снижению затрат, а следовательно к уменьшению себестоимости продукции.

Предприятия с большим потреблением и равномерной нагрузкой в течение суток. Например, литейные производства, хлебокомбинаты, производства непрерывного технологического цикла.

Тепличные комплексы. Когенераторы позволяют улучшить не только показатели рентабельности, но и еще использовать выхлопные газы для обеспечения растений углекислым газом, который им жизненно необходим и соответствующее его количество в воздухе, значительно повышает урожайность.

Больничные комплексы, санатории, базы отдыха (от 200 до 500 кВт). Эти комплексы являются потребителями электроэнергии и тепла Наличие в составе когенератора дает двойной эффект: снижение расходов на энергообеспечение и повышение надежности электроснабжения.

Спортивные сооружения (от 100 до 900 кВт). Это, прежде всего, бассейны и аквапарки, где востребованы и электроэнергия, и тепло. В этом случае когенератор покрывает потребности в электроэнергии, а тепло сбрасывает на поддержание температуры воды.

Электро- и теплоснабжение объектов строительства в центре города (от 300 до 5000 кВт). С этой проблемой встречаются компании, ведущие реконструкцию старых городских кварталов. Стоимость подключения реконструируемых объектов к инженерным сетям города в ряде случаев соизмерима с объемом инвестиций в собственный когенерационный источник, однако в последнем случае собственником источника остается компания, что приносит ей дополнительную прибыль при эксплуатации жилого комплекса.